CN112045171B - 一种解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法 - Google Patents

一种解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112045171B
CN112045171B CN202010928572.1A CN202010928572A CN112045171B CN 112045171 B CN112045171 B CN 112045171B CN 202010928572 A CN202010928572 A CN 202010928572A CN 112045171 B CN112045171 B CN 112045171B
Authority
CN
China
Prior art keywords
casting
coating
cutting
flame
titanium alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010928572.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112045171A (zh
Inventor
冯之华
贺靠团
冯新
贾志伟
南海
张爱斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials
Original Assignee
AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials filed Critical AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials
Priority to CN202010928572.1A priority Critical patent/CN112045171B/zh
Publication of CN112045171A publication Critical patent/CN112045171A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112045171B publication Critical patent/CN112045171B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D31/00—Cutting-off surplus material, e.g. gates; Cleaning and working on castings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

本发明属于金属材料领域，涉及一种解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法，本发明通过识别并标记铸件浇冒口切割部位，采用双面胶贴火焰切割的铸件部位，对火焰可能触及的铸件部位进行高温涂料保护，阻断了氧乙炔火焰切割铸件浇冒口系统时火焰对钛合金铸件表面的灼烧或炙烤，消除了铸件表面产生裂纹的主要因素，杜绝了裂纹的产生，减少了生产中处理裂纹的后精整周期循环次数，极大地提高了生产效率；减少了因处理裂纹缺陷进行补焊、退火次数超过标准要求而致使产品报废，大大提高了成品率；减少了铸件修复缺陷所必经的热循环次数，降低了钛合金铸件的服役隐患，提高了产品质量和安全。

Description

一种解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法
技术领域
本发明涉及一种解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法，尤其涉及避免产生荧光裂纹的钛合金铸件浇冒口切除方法。属于金属材料领域
背景技术
钛合金具有比强度高、耐腐蚀性强、无磁性等特点，是航空航天理想的结构材料之一。目前，航空工业的钛材用量占世界钛材用量的一半以上，是实至名归的航空材料。零部件的复杂化、整体化对提高航空航天发动机推重比可作出巨大贡献。铸造是实现复杂、整体化钛合金零部件近净成形的优秀途径。铸造工艺结构非常复杂，需要复杂的浇冒口结构系统才能保证铸件在真空高温下浇注成形,才可能形成合格的铸件；因浇冒系统结构极其复杂,浇注之后,线切割、铣、车、锯、水切割等加工方法去除浇冒口几乎不可能；成形的铸件从浇冒系统上取下来是铸造工艺的难点之一，氧乙炔火焰切割因其灵活、高效一直以来是切取铸件浇冒口的主要方法。但钛极其活泼，极易与空气中的C、H、O、N 反应，钛在空气中，200℃开始吸H，400℃开始吸N，600℃开始吸O，钛合金铸件经氧乙炔火焰切割从浇冒系统上分离时，火焰触碰或炙烤的铸件部位,只要超过200℃就开始吸收空气中的有害气体而形成不同程度的灼烧。灼烧了的铸件表面形成了脆硬的氧化膜,之后铸件只要经历补焊、热处理、热等静压等热工艺就会产生大量荧光裂纹。生产中只要发现荧光裂纹，必须依靠打磨清除裂纹、补焊、退火、酸洗、荧光，再打磨、补焊、退火、酸洗、荧光，---循环数个甚至十几个周期；荧光裂纹缺陷才可能消除。因成形的钛合金铸件在上述工序间循环进行太多，产品很难达到合格状态。
发明内容
本发明是针对上述传统工艺技术中存在的不足而设计提供了一种解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法，其目的是通过高温涂料涂覆保护铸件表面的工艺方法，隔离了氧乙炔切割火焰对铸件直接触碰或间接炙烤，高温涂料起着隔离高温环境的作用(高温涂料涂覆在铸件表面，相当于将铸件完全保护起来，隔离了高温环境，大气环境也如同真空环境：{--这就是为什么能将必需真空环境的工艺转入大气环境的巧妙之处。}即直接隔离了高温环境，钛合金的氧化污染必须是气体和高温同时存在，消除其中之一都不会形成污染),消除或削弱了产生荧光裂纹的条件，从而防止了荧光裂纹的出现。提高了生产效率，保障了铸造钛合金产品的质量和安全。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法，其特征在于：该方法的步骤是：
步骤一 切割前的准备
识别并标记铸件浇冒口切割部位，在进行火焰切割铸件浇冒口之前，采用双面胶贴保护火焰切割的铸件部位，对整铸件高温涂料完全覆盖保护或火焰触碰、炙烤的铸件部位高温涂料刷墙式涂覆保护，高温涂料的防护温度≥1700℃，涂料厚度0.5～1.5mm,干湿态均可；
步骤二 浇冒口切除
撕去最上面一层胶贴使火焰切割部位保持无涂料状态，将氧乙炔喷嘴对着胶贴识别部位，使浇冒口燃烧从而将铸件从浇注系统上切除下来；切割中氧/ 乙炔压力比为7/1，氧乙炔火焰与铸件的接触时间不超过3分钟；
步骤三 切割后铸件涂料清理。
所述步骤一胶贴保护部位宽度不大于10～30mm
所述步骤一火焰触及、炙烤的铸件部位整铸件高温涂料完全覆盖保护。
所述涂料干湿态均可。
所述涂料为无机涂料，为水和SiO2混合物为主要原料。
所述涂料的使用方法：一种是涂料施行浸泡式完全覆盖，另一种是采取部分刷墙式涂覆。
所述步骤二若涂层开裂、脱落，停止切割，马上补敷涂层，再进行切割。
所述步骤三将切割后的铸件表面涂层清除；石英砂清除时的参数为：砂粒度40或80目，压力40～60MPa，角度在15°～90°之间变换；水清砂的参数为80±10MPa。
本技术方案的优点是：
1、本技术方案使钛合金高温操作所必需真空环境需求改换成了大气环境，极大地降低了生产过程操作难度，使火焰浇冒口切割不可能成为可能。
2、本工艺方案不需要像线切割、铣、车、刨、锯、水切割等加工方法去除浇冒口所必须的复杂工装结构
3、高温无机涂料可无障碍涂覆在任何火焰可能触及或炙烤的任何部位，铸件可获得有效保护
4、在涂料有效保护铸件表面的前提下，氧乙炔切割可从任何复杂形状的浇冒口上切取铸件，不受形状和结构的制约
5、高温涂料有效地阻挡了火焰切割过程中火焰对钛合金铸件的高温灼伤，消除了导致荧光裂纹的主要因素，从而解决了铸件的荧光问题。避免了后续处理裂纹带来的诸多工序重复，缩短了生产周期，提高了生产效率，有效地保护了产品质量安全。
附图说明
图1直接氧乙炔切割的：铸件表面氧化较重示意图
图2高温涂料保护后浇冒口切割的铸件呈现金属色(高压水清洗)示意图
图3实施例1无涂料保护时火焰灼烧导致的裂纹示意图
图4实施例1涂料保护的铸件，火焰被完全隔离示意图
图5实施例2无涂料保护火焰触碰或炙烤过的组织示意图
图6实施例2保护后火焰触碰的表面组织示意图
图7实施例3无涂料保护火焰触碰或炙烤铸件表面的荧光裂纹示意图
图8实施例3高温涂料保护后的荧光一次通过示意图
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明技术方案做进一步的详述：
实施例1
如图3、图4所示，某铸造纯钛铸件荧光裂纹问题解决。本发明方法的具体步骤如下：
首先，涂料之前，对氧乙炔切割部位进行双面胶贴标识，双面胶贴宽度 15mm；接着对火焰可能触碰或炙烤的铸件部位用高温涂料刷墙式涂覆保护(高温涂料的防护温度≥1700℃),涂层厚度1.5mm；撕去双面胶贴最上一层，使火焰切割部位处于无涂料状态；随后进行浇冒口的切除：在保持火焰中心切割点距离铸件表面12mm,利用传统的氧乙炔火焰切割方法对着胶贴标识的部位，将铸件从浇冒系统上切除下来；最后对切割后铸件涂料清理：切割浇冒口后，利用水吹砂，水压力80MPa，灵便选择不同角度对着铸件涂料部位吹洗，直至将涂料吹除干净。最终结果验证：铸件荧光检验，没有发现裂纹；之后铸件又经历了补焊、热处理、热等静压等工艺试验，再荧光检验，铸件均未发现裂纹。
实施例2
如图5、图6所示某ZTC4铸造钛合金环形铸件荧光裂纹问题解决。采用本发明技术方案的具体步骤如下：
首先，涂料之前，对氧乙炔切割部位进行双面胶贴标识，双面胶贴宽度 15mm；接着利用高温涂料对铸件进行完全浸泡式涂覆保护(高温涂料的防护温度≥1700℃),涂层厚度1.0mm；撕去双面胶贴最上一层，使火焰切割部位处于无涂料状态；随后进行浇冒口的切除：在保持火焰中心切割点距离铸件表面 11mm,利用传统的氧乙炔火焰切割方法对着胶贴标识的部位，将铸件从浇冒系统上切除下来；最后对切割后铸件涂料清理：切割浇冒口后，利用传统的吹砂方法选择80目的石英砂，吹砂压力50MPa，灵便选择不同角度对着铸件涂料部位吹砂，直至将涂料吹除干净。最终结果验证：铸件荧光检验，没有发现裂纹；之后铸件又经历了补焊、热处理、热等静压等工艺试验，再荧光检验，铸件均未发现裂纹。
实施例3
如图7、图8所示，某ZTA15铸造钛合金框形铸件荧光裂纹问题解决。采用本发明技术方案的具体步骤如下：
首先，涂料之前，对氧乙炔切割部位进行双面胶贴标识，双面胶贴宽度 10mm；接着对特大铸件一部分对火焰可能触碰或炙烤的铸件部位用高温涂料保护(高温涂料的防护温度≥1700℃)涂覆保护,另一部分利用高温涂料对铸件进行完全浸泡式涂覆保护，涂层厚度1.2mm；撕去双面胶贴最上一层，使火焰切割部位处于无涂料状态；随后进行浇冒口的切除：在保持火焰中心切割点距离铸件表面11mm,利用传统的氧乙炔火焰切割方法对着胶贴标识的部位，将铸件从浇冒系统上切除下来；最后对切割后铸件涂料清理：切割浇冒口后，利用传统的吹砂方法选择60目的石英砂，吹砂压力60MPa，灵便选择不同角度对着铸件涂料部位吹砂，直至将涂料吹除干净。最终结果验证：铸件荧光检验，没有发现裂纹；之后铸件又经历了补焊、热处理、热等静压等工艺试验，再荧光检验，铸件均未发现裂纹。
与过去一直以来应用的传统氧乙炔火焰切割浇冒口相比：高温涂料可涂覆任何火焰可能触及的部位，铸件可获得有效保护；氧乙炔切割可从任何复杂形状的浇冒口上切取铸件，不受形状和结构的制约；高温隔热材料有效地阻挡了火焰切割过程中的高温灼伤，消除了导致荧光裂纹的主要因素，从而解决了铸件的荧光问题。避免了后续因裂纹带来的诸多工序重复，提高了生产率数倍甚至数十倍，有效地保护了产品质量和安全。
该方法不仅解决了目前的荧光裂纹问题，也消除了潜在裂纹的危害因素。该方法对所有铸造钛合金产品均适用。

Claims (5)

1.一种解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法，其特征在于：该方法的步骤是：
步骤一 切割前的准备
识别并标记铸件浇冒口切割部位，在进行火焰切割铸件浇冒口之前，采用双面胶贴保护火焰切割的铸件部位，对整铸件或火焰触及、炙烤的铸件部位进行高温涂料保护，高温涂料的防护温度≥1700℃，涂料厚度0.5～1.5mm,干湿态均可；
步骤二 浇冒口切除
撕去最上面一层胶贴使火焰切割部位保持无涂料状态，将氧乙炔喷嘴对着胶贴识别部位，使浇冒口燃烧从而将铸件从浇注系统上切除下来；切割中氧/乙炔压力比为7/1，氧乙炔火焰与铸件的接触时间不超过3分钟；
步骤三 切割后铸件涂料清理。
2.如权利要求1所述解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法，其特征在于：所述步骤一胶贴保护部位宽度不大于30mm。
3.如权利要求1所述解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法，其特征在于：所述涂料的使用方法：一种是涂料施行浸泡式完全覆盖，另一种是采取部分刷墙式涂覆。
4.如权利要求1所述解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法，其特征在于：所述步骤二若涂层开裂、脱落，停止切割，马上补敷涂层，再进行切割。
5.如权利要求1所述解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法，其特征在于：所述步骤三将切割后的铸件表面涂层清除；石英砂清除时的参数为：砂粒度40或80目，压力40～60MPa，角度在15°～90°之间变换；水清砂的参数为80±10MPa。
CN202010928572.1A 2020-09-07 2020-09-07 一种解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法 Active CN112045171B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010928572.1A CN112045171B (zh) 2020-09-07 2020-09-07 一种解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010928572.1A CN112045171B (zh) 2020-09-07 2020-09-07 一种解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112045171A CN112045171A (zh) 2020-12-08
CN112045171B true CN112045171B (zh) 2021-10-15

Family

ID=73609931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010928572.1A Active CN112045171B (zh) 2020-09-07 2020-09-07 一种解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112045171B (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3508323A (en) * 1968-03-11 1970-04-28 United Aircraft Corp Process for flame cutting
JPS62220275A (ja) * 1986-03-21 1987-09-28 Kuchiku Kogyo Kk 鋼製酸素吹管
SU1778949A1 (ru) * 1990-10-26 1996-06-20 Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского Способ отделения прибылей от отливок из титановых сплавов
CN102658365B (zh) * 2012-04-25 2014-07-09 中国科学院金属研究所 一种高锰钢铸件冒口切割方法
CN105478732A (zh) * 2015-12-27 2016-04-13 无锡市灵通铸造有限公司 一种切割35CrMnSi铸件冒口的方法
CN107931584A (zh) * 2017-10-31 2018-04-20 中国航发北京航空材料研究院 一种大型高温合金铸件大冒口浇道的切割方法
CN109175326B (zh) * 2018-10-24 2020-10-13 武汉理工大学 一种基于工业机器人的钛合金铸件浇冒口清理工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN112045171A (zh) 2020-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103668171A (zh) 延长超大剪切装备刀具寿命的复合处理方法
WO2018000693A1 (zh) 一种垃圾焚烧发电锅炉烟气测的耐高温氯腐蚀NiCrTiAlSi/La2O3涂层及制备方法
TWI471274B (zh) 石英玻璃構件之再生方法
US5723078A (en) Method for repairing a thermal barrier coating
CN110480254A (zh) 一种飞机燃油系统铝硅合金壳体铸造缺陷的修复方法
US20080028605A1 (en) Weld repair of metallic components
US5614054A (en) Process for removing a thermal barrier coating
CN104877397B (zh) 一种钢坯高温防护涂料及其应用
SG182929A1 (en) Damage-repairing method of transition piece and transition piece
CN107723699B (zh) 一种修复耐热合金的方法
CN106346146B (zh) 一种去除金属表面陶瓷涂层的高能短脉冲激光加工方法
CN109266997A (zh) 一种适用于高温环境的金属工件双层涂层及其制作方法
Zhemanyuk et al. Experience of introduction of the technology of reconditioning microplasma powder surfacing at repair of high-pressure turbine blades in batch production
CN111250368A (zh) 一种航空发动机机匣类零件用聚苯酯封严涂层的制备工艺
CN108588705B (zh) 氮化工件的修复工艺
CN112045171B (zh) 一种解决铸造钛合金荧光裂纹的工艺方法
CN112159947A (zh) 一种电弧喷涂方法
CN110625223B (zh) 一种用于TiAl基铸件铸造缺陷的氩弧焊修补方法
CN103447749A (zh) 一种机加工铸件表面缺陷的修复方法
JP2008240563A (ja) ガスタービン高温部品の補修方法およびガスタービン高温部品
US6083330A (en) Process for forming a coating on a substrate using a stepped heat treatment
CN104400252A (zh) 一种药芯焊丝
CN105154871A (zh) 在钛合金上制备TiAl基合金梯度阻燃材料的激光制造方法
JP5574683B2 (ja) 補修方法およびそれにより補修されたガスタービンの耐熱部材
CN110172694A (zh) 一种高速钢轧辊的辊面修复材料以及一种高速钢轧辊的再制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant